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    FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

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    Sërchmann
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    FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  Sërchmann el Dom 18 Ene 2009, 9:27 pm

    Que es un Turbo Cargador?, para que sirve un turbo cargador?, como influye un turbo cargador en el funcionamiento del motor?

    Se conoce como turbo cargador, al componente, compuesto de dos turbinas;
    1 turbina usa la fuerza derivada de los gases de escape, para girar o rotar sobre su propio eje;
    La otra turbina recibe el nombre de compresor, debido a que recibe la fuerza rotativa de la primera, para comprimir la mezcla,y empujarla dentro de los cilindros.

    Cual es la finalidad?:

    Sabemos que el piston en su carrera de admision; genera vacio, o una diferencia de presion;que es llenada a traves de la valvula de admision, por el peso de la presion atmosferica.
    Tambien sabemos que un motor adquiere mas fuerza,o potencia; si en ese corto periodo de tiempo, le ingresa mas mezcla [tome nota, que no hablamos de enriquecer la mezcla]. aumentando asi la relacion de compresion.
    Pues bien: la funcion de ingresar o empujar la mezcla dentro de los cilindros, la cumple perfectamente un turbo cargador/compresor.

    Los turbo cargadores, se diferencia de los super cargadores [super charger], de banda o cadena, debido a que no utiliza , potencia del ciguenal para accionarlo... La turbina de un turbo cargador, se mueve por la presion; y el calor de los gases de escape. El turbo cargador, recibe la fuerza de los gases de escape, y traslada este giro hacia la otra turbina, que se encuentra conectada con un eje o flecha; a esta flecha, o coneccion se le debe poner cuidado en cuanto a la lubricacion de los cojinetes, o rodamientos; para evitar endurecimiento.[cuando un motor usa este tipo de componente, el aceite de motor debe cambiarse com mas frecuencia, debido a que es mas facil contaminarse]

    Cuando un vehiculo esta equipado con un turbo cargador ; es frecuente, que el aumento de la relacion de compresion; pueda producir cascabeleo, o petardeo, debido a esto,es que los vehiculos equipados con este sistema,regularmente usan un sensor llamado, "sensor de detonacion", este sensor envia una senal al computador; para que este a su vez retarde el tiempo de encendido.




    1] Diafragma, actuador,de la compuerta de descarga 2] Tubo de escape 3]Carburador 4]Turbina del Compresor 5] turbina del cargador 6] Multiple de escape




    En este esquema, podremos analizar el funcionamiento de un turbo cargador.

    Los Gases de escape, hacen girar la turbina; a mas aceleracion, mas revoluciones. Cuando, el giro de la turbina excede los requerimientos, especificados. se abre la compuerta de descarga, para aligerar la presion en la turbina.

    El giro de la turbina del cargador, hace girar, la flecha o eje, que mueve el compresor, dando como consecuencia, que la turbina del compresor, empuje la mezcla, que viene del carburador, hacia el multiple de admision.





    Aqui tenemos un corte, de un turbo cargador
    1] Turbina del Compresor
    2]Mezcla que viene del carburador
    3]Mezcla comprimida que va hacia los cilindros
    4]Eje o flecha, o que debe mantenerse lubricado; con aceite que le llega del motor
    5]cubierta de la turbina
    6]Turbina el cargador
    7]Salida de gases de Escape, hacia el sistema exterior
    8]Cubierta del compresor
    9]Rodaje balero o cojinete
    10]Entrada de gases de escape, que viene del manifold de escape


    En los casos de los motores equipados con sistema Fuel Injection, el criterio de instalacion es el mismo.

    Lo que hay que tomar en cuenta es lo siguiente:

    El turbo cargador; en un sistema con carburador empuja mezcla; Pero en un sistema Fuel injection solo puede empujar aire, debido a que la gasolina,la administra el computador a traves de los injectores.
    Se entiende que el aire que empuja , es, el que entra medido por los controles del sistema; debido a que la computadora, sensa la cantidad de aire que entra al manifold, ya sea empujado,por la presion atmosferica. o por la presion del turbo compresor.

    Ok; por defecto, no se permite grietas, o mangueras desconectadas, que dejen entrar aire sin control ; porque esto haria que la mezcla sea mas pobre; y el motor perderia potencia.

    En conclusion, los turbo cargadores y/o supercargadores, empujan aire o mezcla, que se encuentra dentro del sistema. [los gases y el calor del escape, solo le sirven para mover la turbina del cargador,y de alli siguen su recorrido hacia el exterior].
    Por lo expuesto es importante, que la turbina del cargador se mantenga lubricado, pues si se traba, tendriamos problemas, por obstruccion. [la lubricacion, la suministra la coneccion,manguera o linea de aceite, que le llega del motor] La turbina del cargador, debe permanecer tan sensible,que al apagar el motor, debera quedarse girando por algunos segundos.

    Un motor, equipado con un turbo cargador, o super cargado, debera mantener el sistema de escape en buenas condiciones.
    Repasemos: la camara de combustion, tienen valvulas de admision; y escape.
    Para que ingrese la mezcla nueva; se requiere que los gases quemados anteriormente, sean expulsados totalmente.
    Si existiera restriccion en la salida de gases quemados; la mezcla nueva no podria ingresar a la camara, dando como consecuencia, pobreza de funcionamiento de ese cilindro.

    Tiene la particularidad de aprovechar la fuerza con la que salen los gases de escape para impulsar una turbina colocada en la salida del colector de escape, dicha turbina se une mediante un eje a un compresor. El compresor esta colocado en la entrada del colector de admisión, con el movimiento giratorio que le transmite la turbina a través del eje común, el compresor eleva la presión del aire que entra a través del filtro y consigue que mejore la alimentación del motor. El turbo impulsado por los gases de escape alcanza velocidades por encima de las 100.000 rpm, por tanto, hay que tener muy en cuenta el sistema de engrase de los cojinetes donde apoya el eje común de los rodetes de la turbina y el compresor. También hay que saber que las temperaturas a las que se va ha estar sometido el turbo en su contacto con los gases de escape van a ser muy elevadas (alrededor de 750 ºC).







    Ciclos de funcionamiento del Turbo
    Funcionamiento a ralentí y carga parcial inferior: En estas condiciones el rodete de la turbina de los gases de escape es impulsada por medio de la baja energía de los gases de escape, y el aire fresco aspirado por los cilindros no será precomprimido por la turbina del compresor, simple aspiración del motor.

    Funcionamiento a carga parcial media: Cuando la presión en el colector de aspiración (entre el turbo y los cilindros) se acerca la atmosférica, se impulsa la rueda de la turbina a un régimen de revoluciones mas elevado y el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es precomprimido y conducido hacia los cilindros bajo presión atmosférica o ligeramente superior, actuando ya el turbo en su función de sobrealimentación del motor.

    Funcionamiento a carga parcial superior y plena carga: En esta fase continua aumentando la energía de los gases de escape sobre la turbina del turbo y se alcanzara el valor máximo de presión en el colector de admisión que debe ser limitada por un sistema de control (válvula de descarga). En esta fase el aire fresco aspirado por el rodete del compresor es comprimido a la máxima presión que no debe sobrepasar los 0,9 bar en los turbos normales y 1,2 en los turbos de geometría variable.

    Los elementos principales que forman un turbo son el eje común (3) que tiene en sus extremos los rodetes de la turbina (2) y el compresor (1) este conjunto gira sobre los cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en condiciones extremas y que dependen necesariamente de un circuito de engrase que los lubrica
    Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el motor sube de revoluciones y como no hay limite alguno en el giro de la turbina empujada por los gases de escape, la presión que alcanza el aire en el colector de admisión sometido a la acción del compresor puede ser tal que sea mas un inconveniente que una ventaja a la hora de sobrealimentar el motor. Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos limite la presión en el colector de admisión. Este elemento se llama válvula de descarga o válvula waste gate (4).





    Regulación de la presión turbo
    Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula waste gate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina.

    La válvula de descarga o wastegate esta formada por una cápsula sensible a la presión compuesta por un muelle (3), una cámara de presión y un diafragma o membrana (2). El lado opuesto del diafragma esta permanentemente condicionado por la presión del colector de admisión al estar conectado al mismo por un tubo (1). Cuando la presión del colector de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y comprime el muelle de la válvula despegandola de su asiento. Los gases de escape dejan de pasar entonces por la turbina del sobrealimentador (pasan por el bypass (9)) hasta que la presión de alimentación desciende y la válvula se cierra.







    La presión máxima a la que puede trabajar el turbo la determina el fabricante y para ello ajusta el tarado del muelle de la válvula de descarga. Este tarado debe permanecer fijo a menos que se quiera intencionadamente manipular la presión de trabajo del turbo, como se ha hecho habitualmente. En el caso en que la válvula de descarga fallase, se origina un exceso de presión sobre la turbina que la hace coger cada vez mas revoluciones, lo que puede provocar que la lubricación sea insuficiente y se rompa la película de engrase entre el eje común y los cojinetes donde se apoya. Aumentando la temperatura de todo el conjunto y provocando que se fundan o gripen estos componentes.



    Ejemplo practico de modificación de la presión de soplado del turbo
    Como ejemplo citamos aquí el conocido turbo Garret T2 montado en el clásico: Renault 5 GT Turbo, que tanto ha dado que hablar, por lo fácil que era modificar la presión de soplado del turbo, para ello simplemente había que atornillar/desatornillar el vástago (2) del actuador de la wastegate (4). Cuanto más corto sea el vástago , más presión se necesita para abrir la wastegate, y por consiguiente hay más presión de turbo.

    Para realizar esta operación primero se quitaba el clip (1) que mantiene el vástago (2) en el brazo de la válvula (5). Afloja la tuerca (3) manteniendo bien sujeta la zona roscada (6) para que no gire y dañe la membrana del interior de la wastegate, ahora ya se puede girar el vástago (usualmente tiene dado un punto para evitar que la gente cambie el ajuste, así que hay que taládrarlo antes de girarlo).
    Tres vueltas en el sentido de las agujas del reloj deberían aumentar la presión en 0.2 bar (3 psi), pero es un asunto de ensayo y error. Cuando finalmente tengas la presión de soplado deseada aprieta la tuerca y pon el clip.





    Temperatura de funcionamiento
    Como se ve en la figura las temperaturas de funcionamiento en un turbo son muy diferentes, teniendo en cuenta que la parte de los componentes que están en contacto con los gases de escape pueden alcanzar temperaturas muy altas (650 ºC), mientras que los que esta en contacto con el aire de aspiración solo alcanzan 80 ºC.
    Estas diferencias de temperatura concentrada en una misma pieza (eje común) determinan valores de dilatación diferentes, lo que comporta las dificultades a la hora del diseño de un turbo y la elección de los materiales que soporten estas condiciones de trabajo adversas.
    El turbo se refrigera en parte ademas de por el aceite de engrase, por el aire de aspiración cediendo una determinada parte de su calor al aire que fuerza a pasar por el rodete del compresor. Este calentamiento del aire no resulta nada favorable para el motor, ya que no solo dilata el aire de admisión de forma que le resta densidad y con ello riqueza en oxigeno, sino que, además, un aire demasiado caliente en el interior del cilindro dificulta la refrigeración de la cámara de combustión durante el barrido al entrar el aire a una temperatura superior a la del propio refrigerante liquido.


    Los motores de gasolina, en los cuales las temperaturas de los gases de escape son entre 200 y 300ºC más altas que en los motores diesel, suelen ir equipados con carcasas centrales refrigeradas por agua. Cuando el motor está en funcionamiento, la carcasa central se integra en el circuito de refrigeración del motor. Tras pararse el motor, el calor que queda se expulsa utilizando un pequeño circuito de refrigeración que funciona mediante una bomba eléctrica de agua controlada por un termostato.




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    Re: FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  Sërchmann el Dom 18 Ene 2009, 9:28 pm

    Intercooler
    Para evitar el problema del aire calentado al pasar por el rodete compresor del turbo, se han tenido que incorporar sistemas de enfriamiento del aire a partir de intercambiadores de calor (intercooler). El intercooler es un radiador que es enfriado por el aire que incide sobre el coche en su marcha normal. Por lo tanto se trata de un intercambiador de calor aire/aire a diferencia del sistema de refrigeración del motor que se trataría de un intercambiador agua/aire.
    Con el intercooler (se consigue refrigerar el aire aproximadamente un 40% desde 100°-105° hasta 60°- 65°). El resultado es una notable mejora de la potencia y del par motor gracias al aumento de la masa de aire (aproximadamente del 25% al 30%). Además se reduce el consumo y la contaminación.



    El engrase del turbo
    Como el turbo esta sometido a altas temperaturas de funcionamiento, el engrase de los cojinetes deslizantes es muy comprometido, por someterse el aceite a altas temperaturas y desequilibrios dinámicos de los dos rodetes en caso de que se le peguen restos de aceites o carbonillas a las paletas curvas de los rodetes (alabes de los rodetes) que producirán vibraciones con distintas frecuencias que entrando en resonancia pueden romper la película de engrase lo que producirá microgripajes. Además el eje del turbo esta sometido en todo momento a altos contrastes de temperaturas en donde el calor del extremó caliente se transmite al lado mas frió lo que acentúa las exigencias de lubricación porque se puede carbonizar el aceite, debiendose utilizar aceites homologados por el API y la ACEA para cada país donde se utilice (visita esta web para saber mas sobre aceites).

    Se recomienda después de una utilización severa del motor con recorridos largos a altas velocidades, no parar inmediatamente el motor sino dejarlo arrancado al ralentí un mínimo de 30 seg. para garantizar una lubricación y refrigeración optima para cuando se vuelva arrancar de nuevo. El cojinete del lado de la turbina puede calentarse extremadamente si el motor se apaga inmediatemante despues de un uso intensivo del motor. Teniendo en cuenta que el aceite del motor arde a 221 ºC puede carbonizarse el turbo.



    El engrase en los turbos de geometría variable es mas comprometido aun, por que ademas de los rodamientos tiene que lubricar el conjunto de varillas y palancas que son movidas por el depresor neumatico, al coger suciedades (barnices por deficiente calidad del aceite), hace que se agarroten las guías y compuertas y el turbo deja de trabajar correctamente, con perdida de potencia por parte del motor.


    Recomendaciones de mantenimiento y cuidado para los turbocompresores
    El turbocompresor está diseñado para durar lo mismo que el motor. No precisa de mantenimiento especial; limitándose sus inspecciones a unas comprobaciones periódicas. Para garantizar que la vida útil del turbocompresor se corresponda con la del motor, deben cumplirse de forma estricta las siguientes instrucciones de mantenimiento del motor que proporciona el fabricante:
    - Intervalos de cambio de aceite
    - Mantenimiento del sistema de filtro de aceite
    - Control de la presión de aceite
    - Mantenimiento del sistema de filtro de aire

    El 90% de todos los fallos que se producen en turbocompresores se debe a las siguientes causas:
    - Penetración de cuerpos extraños en la turbina o en el compresor
    - Suciedad en el aceite
    - Suministro de aceite poco adecuado (presión de aceite/sistema de filtro)
    - Altas temperaturas de gases de escape (deficiencias en el sistema de encendido/sistema de alimentación).
    Estos fallos se pueden evitar con un mantenimiento frecuente. Cuando, por ejemplo, se efectúe el mantenimiento del sistema de filtro de aire se debe tener cuidado de que no se introduzcan fragmentos de material en el turbocompresor.


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    Re: FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  Sërchmann el Dom 18 Ene 2009, 9:29 pm

    PINCHES IMAGENES PENDEJAS NO APARECEN


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    Re: FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  Sërchmann el Dom 18 Ene 2009, 9:36 pm

    http://mecanicavirtual.iespana.es/turbo2.htm

    http://automecanico.com/auto2007/turbo1.html


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    Re: FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  tashiro el Dom 18 Ene 2009, 9:38 pm

    uaauuu morrooo

    no mamess de donde sacas tanta informacionn tan rapidoooo

    la neta mis respetoo muy buena info... haber que dia se me hace probar un carrito de estosss con turboo

    saludos desde mazaaa

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    Mensaje  tato 1.8 el Mar 20 Ene 2009, 1:16 am

    Bien ahi va lo mio jeje, El Turbocargador Es Un Dispositivo Que Tiene La Finalidad De Incrementar La Masa De Aire Que Entra Al La Camara De Combustio, Lo Cual Te Genera Una Explosion Conmas Intencidad. Es Posible Instalar Un Turbo A Cualquier Vehiculo, Solo Que En Algunos Modelos Pues Es Muy Costoso Dada Sus Caracteristicas De Poco Rendimiento, Pero Esoto No Quiere Decir Que No Sea Posible. Generalmente Cuando No Se Quiere Invertir Demaciado Dinero Solo Se Instala Un Turbo Con Poca Presion, Claro El Desempeño Del Vehiculo Auque Se Incrementa No Es Muy Diferente Al Original. Para Elevar Considerablemente La Potencia Con Un Turbo En Un Vehiculo Comun, Es Necesario Manadar A Tratar Las Partes Criticas Del Motor Que Serian Pistones, Bielas, Cigueñal, Valvulas, Pernos De Biela, Juntas De La Cabeza, Sellos De Valvula, Cabeza Y Reforzar Anillos De Piston. La Trasmicion No Es Muy Necesario Ya Que Su Contruccion Es Bastante Fuerte Y Mas Si Es Standar. Lo Que Seria Bueno Seria El Clutch Del Vehiculo O Pastas De La Caja En El Caso De Las Automaticas. Ahora Por Cuestion De Espacion Pues Relamente No Es Necesario, Ya Que Se Puede Instalar Por Debajo Del Vehiculo, Claro Se Sacrifica Un Poco De Tiempo De Reaccion Lo Que Se Conoce Como Turbo Retardo. Tambien Seria Comveiente Instalar Un Enfriador De Aire O Intercooler Para Que Tu Motor No Genere Tanto Calor, Aun Asi Es Muy Recomendable Para Alargar La Vida Del Vehiculo Instalar Un Enfriador De Aceite Del Motor Y Por Su Puesto Un Radiador De Agua Con Mayor Capacidad, Ademas De Un Termostato De Grado Mas Bajo. Asi El Motor Trabajara Eficientemente Aunque Cabe Señalar Que Este Ya No Trabajara A La Temperatura Standar De Los Vehiculos De Entre 85 A 100 Grados Si No Elevara Su Rango De Trabajo De 100 A 115 Grados Cosa Que En General Ayuda Para Que Se Aproveche Bien El Combustible. Ahora ahi no queda por minimo tendras que modificar el sistema de encendido por uno de mayor capacidad, a estome refiero por bujias, cables para bujia y por supuesto la bobina de encendido. En Fin Todo Esto Se Hace Para Un Vehiculo Que No Tiene Algunas Caracteristicas Deportivas, Asi Es Necesario Realizar Todos Estos Cambios Para Tener Un Desempeño Considerable, Claro Esta Que Todo Esto Tiene Un Valor Monetario Y La Regla Es Entre Mas Despenño Quieras mas Costara, Pero Te Puedo Garantizar Que tu Vehiculo Podra Competir Con Muchos Vehiculos De Fabrica Que Se Dicen De Alto Rendimiento E Incluso Podras Hacer Que Muerdan Polvo Algunos De Ellos.
    Es Una Invercion Que Te Dejara Satisfecho Te Lo Aseguro.


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    motor atmosferico vs ...cargados

    Mensaje  fermentado el Lun 27 Abr 2009, 9:08 pm

    [color=indigo]Una duda, por ahi dicen que los motores atmosfericos pierden potencia por la altura en la que trabajan a un ritmo algo asi de 1hp cada 100msnm y que los turbo o supercargados no los pierden, es asi? o si pierden pero lo compensan con la potencia que "reinyectan"? el asunto es que no entiendo porque no lo perderian si, viendo el funcionamiento de esa cosa, el motor es el mismo que el atmosférico.[/color]

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    Re: FUNCIONAMIENTO DEL TURBO

    Mensaje  Sërchmann el Mar 21 Jul 2009, 1:42 pm

    fermentado escribió:[color=indigo]Una duda, por ahi dicen que los motores atmosfericos pierden potencia por la altura en la que trabajan a un ritmo algo asi de 1hp cada 100msnm y que los turbo o supercargados no los pierden, es asi? o si pierden pero lo compensan con la potencia que "reinyectan"? el asunto es que no entiendo porque no lo perderian si, viendo el funcionamiento de esa cosa, el motor es el mismo que el atmosférico.[/color]

    EL PRINCIPIO ES QUE LOS MOTORES ATMOSFERICOS DEPENDEN DE LA PRESION DEL AIRE DE UN LUGAR DETERMINADO, ES DECIR, A MAYOR ALTURA MENOS PRESION ATMOSFERICA, AL ACERCARSE A NIVEL DEL MAR MAYOR PRESION PUES POR EL MAYOR VOLUMEN DE AIRE "DISPONIBLE"

    A RALENTI EL MOTOR TURBOCARGADO Y EL ATMOSFERICO SON IDENTICOS, A MEDIDA QUE EL MOTOR ACELERA, EL TURBO "SOPLA" LOS GASES DE ESCAPE DEL MULTIPLE HASTA LA SALIDA HASTA ALCANZAR SU MAYOR PRESION DE SOPLADO.

    ESTO COMPENSA LA PERDIDA DE POTENCIA POR LA ALTURA, NO ES QUE REINYECTEN, TODO LO CONTRARIO, SINO QUE LA CANTIDAD DE PRESION PERDIDA EN LA ADMISION LA COMPENSA POR LA PRESION DEL TURBO EN LA ULTIMA FASE DEL CICLO, EL ESCAPE. POR ESO LOS MOTORES TURBO TIENEN UN LAG Y COMIENZAN A TRABAJAR A LA MITAD DE GIRO DE UN MOTOR (3000 RPM) APROX, DEBAJO DE ESTE REGIMEN, INCLUSO SON LENTOS. SI LA PRESION DEL TURBO ESTA PROGRAMADA PARA SOPLAR ENTRE 10 Y 20 LBS NO HABRA JAMAS PERDIDA DE POTENCIA.

    TIENES RAZON, A PROXIMADAMENTE CADA 1000 MSN SE PIERDE EL 10% DE POTENCIA EN UNO ATMOSFERICO, ASI UN COCHE DE 100 HP, RENDIRA 22 HP MENOS EN LA CD DE MEXICO, COSIDERANDO LA ALTURA DE 2200 MSN

    EL CASO DEL SUPERCARGADOR ES DISTINTO PORQUE NO VA EN EL MULTIPLE DE ESCAPE SINO EN EL MULTIPLE DE ADMISION, VA ANTES DEL CUERPO DE ACELERACION Y GENERALMENTE TRABAJAN CON LA POLEA DEL CIGUEÑAL.

    TAMPOCO HAY PERDIDA DE POTENCIA COMO EN EL TURBO, LA DIFERENCIA ES QUENO EXISTE ESE LAG Y LA POTENCIA EN EL SUPERCARGADOR ESTA DISPONIBLE DESDE RALENTI, SOLO QUE SUENAN FEO SI ES DE TORNILLO A LA POLEA, CHILLAN HORRIBLE, O A MI NO ME LATE


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